Vooral voor polymeren: Size Matters!

Het meten van het molecuulgewicht van een polymeer levert daarom cruciale informatie op voor het begrijpen van vele aspecten die verband houden met het gedrag van polymeren.

Zo kunnen chemisch identieke polymeren verschillende mechanische eigenschappen vertonen als gevolg van een verschillend molecuulgewicht. Dergelijke verschillen zijn vaak het gevolg van de afbraak van polymeren en zijn vooral relevant in de context van recycling. Ook bij de productie van polymeren is het molecuulgewicht een belangrijke parameter bij de kwaliteitscontrole. Vaak wordt alleen de melt flow index (MFI) gemeten, terwijl kennis van het werkelijke molecuulgewicht (verdeling) een gedetailleerder beeld geeft. Ten slotte is bij de ontwikkeling van nieuwe polymeermaterialen de beoordeling van het molecuulgewicht een sleutelfactor voor het optimaliseren van synthese omstandigheden.

Het molecuulgewicht van veel conventionele polymeren kan gemakkelijk worden bepaald met een techniek die Size Exclusion Chromatography (SEC) wordt genoemd. Deze techniek scheidt opgeloste polymeermoleculen op basis van hun grootte door ze door een kolom met poreuze deeltjes te leiden. Terwijl de grotere moleculen de poriën niet kunnen binnendringen en daarom relatief snel uit de kolom elueren, komen de kleinere wel in de poriën van het kolommateriaal en ervaren dus een netto vertraging. Het uiteindelijke resultaat is een chromatogram, dat de hoeveelheid materiaal toont die uit de kolom elueert versus de elutietijd, waarbij de elutietijd omgekeerd evenredig is met het molecuulgewicht.

Een belangrijk probleem met SEC is het feit dat polymeren moeten worden opgelost in een geschikt oplosmiddel. Echter zijn niet alle polymeren hetzelfde en hun oplosbaarheid hangt sterk af van hun chemische aard en molecuulgewicht. Hoewel veel gangbare polymeren (bijvoorbeeld perspex of polystyreen) gemakkelijk worden opgelost in tetrahydrofuran (THF), hebben meer polaire materialen zoals polyamiden of sommige polyesters hexafluorisopropanol (HFIP) nodig voor volledige oplossing. Zelfs water (H₂O) kan het enige geschikte oplosmiddel zijn voor bepaalde polymeren. Aan de andere kant kan de industrieel belangrijke klasse van polyolefinen (bijv. polyethyleen, polypropyleen) alleen worden opgelost in een gechloreerd oplosmiddel en wordt de volledige SEC-analyse uitgevoerd bij 160 ° C!

Het is duidelijk dat elk type materiaal specifieke meetomstandigheden nodig heeft om het molecuulgewicht te bepalen. Bij PTG/e hebben we jarenlange ervaring met polymeren van uiteenlopende aard. Onze moderne SEC-apparatuur, die op verschillende oplosmiddelen werkt, stelt ons in staat om molecuulgewicht bepalingen van bijna elk polymeer materiaal uit te voeren, inclusief die waarvan bekend is dat ze 'moeilijk' op te lossen zijn.

Neem contact met ons op als u wilt weten of molecuulgewicht bepaling door SEC een baanbrekend inzicht kan geven in uw materiaal!